細胞分化過程の解明のための遺伝子ネットワーク解析技術の開発

• 研究課題/領域番号: 22310125
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: システムゲノム科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 松田 秀雄 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (50183950)
• 研究分担者: 竹中 要一 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (00324830)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2011年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円); 2010年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: 遺伝子ネットワーク / 細胞分化 / ベイジアンネットワーク / 遺伝子制御ネットワーク / 遺伝子発現プロファイル / バイオインフォマティクス / 遺伝子発現解析

研究概要

複数の細胞分化系列にまたがる遺伝子制御の関係を表現する数理モデルを、遺伝子制御のネットワークに基づいて作成した。この数理モデルをもとに、実際にマウスの脂肪細胞・骨芽細胞の分化にまたがる制御遺伝子を探索できた。この探索は、複数の細胞分化過程を考慮するため膨大な時間がかかるため、マルチ CPU・マルチコアの計算サーバを多数利用する並列実行方式を開発し、処理時間の大幅な短縮を達成した。

研究成果

• [雑誌論文] An estimation method for a cellular-state-specific gene regulatory network along tree-structured gene expression profiles (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryo Araki, Shigeto Seno, Yoichi Takenaka, Hideo Matsuda
  • 雑誌名: Gene 巻: Vol.518 号: 1 ページ: 17-25
  • DOI: 10.1016/j.gene.2012.11.090
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Method for Isoform Prediction from RNA-Seq Data by Iterative Mapping (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoshige Ohno, Shigeto Seno, Yoichi Takenaka, Hideo Matsuda
  • 雑誌名: IPSJ Transactions on Bioinformatics 巻: 5 号: 0 ページ: 27-33
  • DOI: 10.2197/ipsjtbio.5.27
  • NAID: 130002124175
  • ISSN: 1882-6679
  • 査読あり
• [雑誌論文] An estimation method for inference of gene regulatory network using Bayesian network with uniting of partial problems (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukito Watanabe, Shigeto Seno, Yoichi Takenaka, Hideo Matsuda
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: Vol.13 号: Suppl 1 ページ: S12-S12
  • DOI: 10.1186/1471-2164-13-s1-s12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inference of S-system models of gene regulatory networks using immune algorithm (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoyoshi Nakayama, Shigeto Seno, Yoichi Takenaka, Hideo Matsuda
  • 雑誌名: Journal of Bioinformatics and Computational Biology 巻: Vol.9 号: supp01 ページ: 75-86
  • DOI: 10.1142/s0219720011005768
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞分化クロストークのモデル化と細胞分化クロストーク遺伝子の推定手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉澤陽志, 瀬尾茂人, 竹中要一, 松田秀雄
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌 数理モデル化と応用 巻: 4巻 ページ: 59-68
  • NAID: 40019257169
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞分化クロストークのモデル化と細胞分化クロストーク遺伝子の推定手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉澤陽志
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌数理モデル化と応用 巻: Vol.4 ページ: 59-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perfect Hamming code with a hash table for faster genome mapping (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Takenaka
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: Vol.12 号: Suppl 3 ページ: S8-S8
  • DOI: 10.1186/1471-2164-12-s3-s8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene expression profile prospectively predicts peritoneal relapse after curative surgery of gastric cancer (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Takeno, I.Takemasa, S.Seno, M.Yamasaki, M.Motoori, H.Miyata, K.Nakajima, S.Takiguchi, Y.Fujiwara, T.Nishida, T.Okayama, K.Matsubara, Y.Takenaka, H.Matsuda, M.Monden, M.Mori, Y.Doki
  • 雑誌名: Annals of Surgical Oncology 巻: Vol.17 ページ: 1033-1042
  • 査読あり
• [学会発表] Estimate Dynamic Gene Regulatory Networks in Adipocyte Differentiation for Detecting Changes of Gene Regulations by Splitting Time Course Data (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoyoshi Nakayama, Yoshiyuki Kido,Hiromi Daiyasu, Shigeto Seno, Yoichi Takenaka, Hideo Matsuda
  • 学会等名: 23rd International Conference on Genome Informatics(GIW2012)
  • 発表場所: National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] Large-Scale Gene Regulatory Network Analysis for Adipocyte Differentiation on High-Performance Computer (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideo Matsuda
  • 学会等名: The 23rd International Conference on Genome Informatics (GIW2012)
  • 発表場所: National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] スパコンによる遺伝子ネットワーク解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松田秀雄
  • 学会等名: 電子情報通信学会2012年総合大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] Direct unique gene regulatory networks along dendrogram of cell differentiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryo Araki, Yoichi Takenaka, Tomoshige Ohno, Yukito Watanabe, Shigeto Seno, Hideo Matsuda
  • 学会等名: InCoB/ISCB-Asia Joint Conference 2011
  • 発表場所: Renaissance Hotel, Kuala Lumpur, Malaysia
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] Direct unique gene regulatory networks along dendrogram of cell differentiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryo Araki
  • 学会等名: InCoB/ISCB-Asia Joint Conference 2011
  • 発表場所: ルネッサンスホテル(クアラルンプール、マレーシア)
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] Network analysis for time-series expression profile using nested effects models (2011)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kitaguchi, Shigeto Seno, Yoichi Takenaka, Hideo Matsuda
  • 学会等名: The 2011 Joint Conference of CBI and JSBi (CBI/JSBi2011)
  • 発表場所: Kobe International Conference Center, Hyogo.
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] Network analysis for time-series expression profile using nested effects models (2011)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Kitaguchi
  • 学会等名: Joint Conference of CBI and JSBi (CBI/JSBi2011)
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] A Directed Graphical Gaussian Model for Inferring Gene Regulatory Networks (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoshige Ohno, Kiyoshi Yoshizawa, Shigeto Seno, Yoichi Takenaka, Hideo Matsuda
  • 学会等名: The 19th Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology (ISMB2011)
  • 発表場所: Austria Center Vienna, Vienna, Austria
  • 年月日: 2011-07-19
• [学会発表] A directed graphical Gaussian model for inferring gene regulatory networks (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoshige Ohno
  • 学会等名: Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology (ISMB2011)
  • 発表場所: Austria Center Vienna(ウィーン、オーストリア)
  • 年月日: 2011-07-19
• [学会発表] Feature selection for specifying experimental conditions that activate gene transcriptions (2011)
  • 著者名/発表者名: Sho Ohsuga
  • 学会等名: Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology (ISMB2011)
  • 発表場所: Austria Center Vienna(ウィーン、オーストリア)
  • 年月日: 2011-07-19
• [学会発表] A Method for Inference of Gene Regulatory Network based on Bayesian Network with Uniting of Partial Problems (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukito Watanabe, Shigeto Seno, Yoichi Takenaka, Hideo Matsuda
  • 学会等名: The 19th Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology (ISMB2011)
  • 発表場所: Austria Center Vienna, Vienna, Austria.
  • 年月日: 2011-07-18
• [学会発表] A method for inference of gene regulatory network based on Bayesian network with uniting of partial problems (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukito Watanabe
  • 学会等名: Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology (ISMB2011)
  • 発表場所: Austria Center Vienna(ウィーン、オーストリア)
  • 年月日: 2011-07-18
• [学会発表] Revealing regulatory relationships of crosstalk with multiple time-series gene expression profiles (2010)
  • 著者名/発表者名: Kiyoshi Yoshizawa, Shigeto Seno, Yoichi Takenaka, Hideo Matsuda
  • 学会等名: The 2010 Annual Conference of the Japanese Society for Bioinformatics (JSBi2010)
  • 発表場所: Centennial Hall, Kyushu University School of Medicine, Fukuoka.
  • 年月日: 2010-12-13
• [学会発表] Revealing regulatory relationships of crosstalk with multiple time-series gene expression profiles (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Yoshizawa, S.Seno, Y.Takenaka, H.Matsuda
  • 学会等名: Annual Conference of the Japanese Society for Bioinformatics (JSBi2010)
  • 発表場所: 九州大学医学部百年講堂、福岡県
  • 年月日: 2010-12-13
• [学会発表] Reconstruction of Gene Regulatory Networks for Drug Target Discovery (2010)
  • 著者名/発表者名: Hideo Matsuda
  • 学会等名: The 3rd National Seminar and Workshop on Computer Aided-Drug Design: Virtual Screening (CADD2010)
  • 発表場所: Gurney Hotel, Penang, Malaysia
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] Reconstruction of gene regulatory networks for drug target discovery (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Matsuda
  • 学会等名: 3rd Workshop on Computer Aided-Drug Design (CADD2010)
  • 発表場所: Gurney Hotel, Penang (Malaysia)(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] 大規模遺伝子ネットワーク解析とその応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松田秀雄
  • 学会等名: 情報計算化学生物学会2010年大会
  • 発表場所: 学術総合センター、東京都(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] An estimation method of S-system model of gene regulatory networks using immune algorithm (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, S.Seno, Y.Takenaka, H.Matsuda
  • 学会等名: International Conference on Intelligent Sysmtes for Molecular Biology (ISMB2010)
  • 発表場所: Hynes Convention Center, Boston (USA)
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] 時系列発現プロファイルのための遺伝子機能グループ解析手法
  • 著者名/発表者名: 大熊祐太
  • 学会等名: 情報処理学会バイオ情報学研究会
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学（沖縄県）
• [学会発表] Bayes-based inference of gene regulatory network for multiple time series gene expression profil
  • 著者名/発表者名: Yukito Watanabe
  • 学会等名: 生命医薬情報学連合大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都）
• [学会発表] Large-Scale Gene Regulatory Network Analysis for Adipocyte Differentiation on High-Performance Computer
  • 著者名/発表者名: Hideo Matsuda
  • 学会等名: International Conference on Genome Informatics (GIW2012)
  • 発表場所: National Cheng Kung University, Taiwan
  • 招待講演
• [学会発表] Estimate Dynamic Gene Regulatory Networks in Adipocyte Differentiation for Detecting Changes of Gene Regulations by Splitting Time Course Data
  • 著者名/発表者名: Tomoyoshi Nakayama
  • 学会等名: International Conference on Genome Informatics (GIW2012)
  • 発表場所: National Cheng Kung University, Taiwan